引用可以延长由 mamber 函数返回的类的任何成员数据的生命周期吗

Question

class sample
{
  std::string mString;

public:
  void Set(const std::string &s)
  {
    mString = s;
  }

  //std::string Get() const
  const std::string& Get() const
  {
    return mString;
  }
};

假设我有一个像上面这样的类，现在我像这样使用这个类：

sample *p = new sample;
p->Set("abcdefg");
const std::string& ref = p->Get();
delete p;
p = nullptr;
std::cout << ref << std::endl;

如您所见，成员函数 Get 返回一个引用，该引用被分配给外部引用 ref.之后，整个对象被删除。

然而，这段代码似乎可以正常工作，没有任何错误。

我有点困惑。它可以运行只是因为我很幸运还是引用ref延长了成员变量mString的生​​命周期？

Answer 1

不，通过引用绑定的生命周期扩展仅适用于从纯右值具体化的临时对象。

使用 new 创建的对象的生命周期永远不会超过 delete。

您在这里看到的只是未定义行为的表现。 ref 在 delete p; 之后悬空，因此在 cout 语句中读取它具有未定义的行为。

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如果 Get 按值返回 (std::string Get() const)，那么从函数的返回值中具体化的临时值确实会具有它的生命周期延长到了引用ref的生​​命周期。

在这种情况下，程序行为将被明确定义。

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同样，如果 sample 对象具有自动存储持续时间，则引用不会延长其生命周期或其子对象之一的生命周期：

/* DO NOT USE: Undefined behavior */

const std::string& ref = []() -> const std::string& {
    sample s;
    p.Set("abcdefg");
    return s->Get();
    // lifetime of s ends with function returning
}();

/* UNDEFINED BEHAVIOR */    
std::cout << ref << std::endl;

这里是 lambda 的返回类型，需要从 >const std::string& 到 std::string 以避免 UB。只有第一个引用绑定可以延长生存期，因此在这种情况下更改 Get 的返回类型是不够的。